TWI281564B - A flexible transflective TFT-LCD device and manufacture method - Google Patents

Description

1281564 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明為一種軟性半反射半穿透液晶顯示器之製程方法 • 及裝置，特別於一種具有單晶胞間隙（single cell gap)設計 、 的軟性半反射半穿透液晶顯示器中，結合軟性元件技術和塗佈 式偏光板技術之方法，搭配複數個微型結構支撐牆，完成雙偏 光板軟性半反射半穿透液晶顯示器之裝置。 ΦΦ 【先前技術】 一般的穿透式（transmissive)顯示器在室外及強光下， 影像會被環境光影響而導致對比降低，相較之下，反射式 (reflective)顯示器乃是依賴外來光源來達到顯示效果，因此 在戶外及強光下反而會呈現出更佳的效果及對比，且可減少消 耗大量功率於背光使用時機，所以非常適合用在可攜式產品 上。然而當環境光源不足時，反射式顯示器的對比與亮度大受 折扣，因此若能配合輔助背光源的穿透式技術來製作半反射半 穿透（transflective)顯示器，其可同時具有穿透式與反射式 的優點，不但適用於被動式驅動，也適用於非晶矽之薄膜電晶 麟體（a-Si TFT)純溫^日日⑨之薄膜電日日日體（lQw temperatu二 polysilicon TFT)等主動驅動技術。 習知技術如Sony、Optiva、Nakan等公司在2004年於資 ' 訊顯示器協會（socity For Information Display 2004 )中 、 共同發表之具偏振液晶之TN模式TFT液晶顯示裝置（ATN—M〇de TFT一-LCD with In-Cell Polarizer)，如第一 A 圖及第一B圖 所示，分別為塗佈具有偏光片效果之薄晶膜（thin crystal film，（TCF))第一實施例結構及第二實施例結構示意圖。其中 於内建反射板上再塗佈一薄層的偏光層，改善因使用傳統厚偏 光片所產生像差（parallax)的問題，於光學影像上亦無影像 1281564 反轉的清形’即可在單晶胞間隙（ce 1 1 gap )之結構下完成雙 偏光板之半反射半穿透液晶顯示技術需求。在第一人圖所示之 結構中’薄晶膜1 〇直接塗佈在一導電層1 2上面，而該導電層 ，12係塗佈於一彩色濾光片14及一有機層16上。第一 B圖與第 一 A圖之不同之處在於，該薄晶膜丨〇形成在該彩色濾光層1& 下，及該薄晶膜1 〇形成在一信號線層丨8和該有機層丨6之間。 然而此習知技術是建構在玻璃基板上並且其結構設計無法適 用於下一世代的軟性顯示器撓曲使用的要求。 ^ 本發明長1出一種在塗佈式偏光板技術的雙偏光板半反射 鲁^半牙透軟性液晶顯示器架構下，於軟性透明基板上製作複數個 微型結構支撐牆，以使顯示器在撓曲使用下可維持固定的間 ' 隙，確保影像品質不變，並搭配軟性背光源，即可在單晶胞間 隙之結構下完成雙偏光板之半反射半穿透液晶顯示技術需 求’可適用於下一世代的軟性顯示器撓曲使用的要求。 【發明内容】 一本發明之主要目的在於提出一種軟性半反射半穿透液晶 顯不态，在具有單晶胞間隙（single cell gap)之設計下，結 合軟=元件技術和塗佈式偏光板技術，完成雙偏光板軟性半】 射半穿透液晶顯示器之裝置，其簡化製程步驟及可捷曲 (flexible)特性將可擴展液晶顯示器應用範圍。 ^ 根據上述目的，本發明提供一種軟性半反射半穿透液晶 顯示器之裝置及其製程方法，包括提供一第一軟性基板與一第 二軟性基板，且第一軟性基板與第二軟性基板之間形成一空 間，、-彩色濾光層，係製作於第一軟性基板上，一反射板，係 形成於第二軟性基板内表面上以形成一反射區域，一穿透區 域，係形成於第二軟性基板内無反射板的區域，一偏光層，係 塗佈於第-軟性基板之上及第二軟性基板之反射區域和穿透 6 1281564 表面上，一導電層’係製作於第-軟性基板内侧及 :广板反射區域和穿透區域上，複數個微型結構支撐 成於第-軟性基板及第二軟性基板之間，—液晶層形 <軟性基板及第二軟性基板之間，—軟性結構光源，係 过置於弟二軟性基板之外側。 一〜上述之顯示器裝置之製程包括有提供-第—軟性基板及 =一軟性基板，於第—軟性基板上製作—彩色濾光層，並接 者塗佈—第—偏光層於第—軟性基板上，並製作-導電層於第 軟性基板上，與製作一反射板於第二軟性基板的反射區域 士一再v電層於第二軟性基板上、塗佈—第二偏光層於 弟-軟，基板上，以及製作複數個微型結構支#牆於第一軟性 ，板及第—軟性基板之間，注人複數個液晶於第—軟性基板及 第二軟性基板之間以形成-液晶層，最後設置—軟性結構光源 於該第二軟性基板之外側。 【實施方式】 為了使貴審查委員能更進一步瞭解本發明為達成既定 _目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳 細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得 一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並 ， 非用來對本發明加以限制者。 、 本發明係結合現有的軟性元件技術和偏光層塗佈技術， 並搭配微型結構支撐牆於基板内側，不但使半反半穿液晶顯示 器具有可撓曲特性，拓展了產品應用範圍，並且簡化了製程步 驟而達到降低生產成本的目標。 本發明乃搭配軟性元件技術和偏光層塗佈技術，完成軟 性半反射半穿透液晶顯示器。如第二圖所示軚佳實施例之龄 7 1281564 構’其包括為第一軟性基板30、第二軟性基板40與複數個微 型結構支撐牆52及一液晶層為主體所形成之軟性半反射半穿 透液晶顯示器裝置。如圖所示，該第一軟性基板30與第二軟 - 性基板40之間形成一空間，其間形成反射區域48與穿透區域 ^ 50，其中第一軟性基板30及第二軟性基板40係為軟性透明基 板，該軟性透明塑膠基板之材料係可為聚對苯二甲酸乙二醇酯 (Polyesterurethane ; PET)、聚醚颯（Polyethersulfone ; PES) 或 環 浠 烴共聚 物 (MetallocenebasedCyclicOlefinCopolymer ; MC0C)。其結構 ••更包括形成彩色濾光層32在該第一軟性基板30之内表面上， 於第二軟性基板40内表面上有一反射板42，以形成第二軟性 基板40上之第一區域，而第二軟性基板40上無反射板42之 區域則為光源穿透之第二區域，而於第一區域與第二區域上形 成一導電層44。塗佈偏光層34於彩色濾光層32上及第二軟性 基板之導電層44上。偏光層之材料係可為圓盤狀溶致型二向 色染料（disk-1 ike Lyotropic Dichroic dyes)或桿狀溶致型 二向色染料（rod-like Lyotropic Dichroic dyes)形成複數個 微型結構支擇赌52，該些複數個微型結構支撑牆係可為非封閉 型或封閉型，其結構係可為任何幾何形狀，如一字形、十字形、 三叉形、矩形、圓形或蜂窩形等。形成一液晶層於第一軟性基 . 板及弟二軟性基板40之間，最後有一軟性結構光源54於 第二軟性基板40之外側，此軟性結構光源可為配置一軟性直 下型为光模組或一側光源加一軟性導光板於下基板外側。其軟 性直下型背光模組可為有機發光二極體（〇rganic Light-Emitting Diode ; 〇LED)、高分子有機發光二極體 (Ploymer Light Emitting Diode ; PLED)、電激發光 (Electroluminescent ; EL)或微放電（microdischarge)等。 8 1281564 而第三圖所示則為上述結構之製程步驟。 V驟開始’即提供—第_軟性基板及 40之製程（步驟S301); 於第一軟性基板30上（内表面）製作一彩色渡光層犯 (步驟S303);之後，在該彩色滤光層&上塗佈第一偏光層 34,再製作-導電層44, ’此第—偏光層％處於第—軟性基板 30上之位置並不受限（㈣S3〇5)，此第一偏光層亦可設置 於第一軟性基板30上（外表面）； 在第二軟性基板内表面上設置一反射板^2(步驟S3〇7)， ，反射板於該第二軟性基板4〇上形成此結構之第一區域，而 第二軟性基板4G上無反射板的區域則形成穿透區域，而為此 第二軟性基板之第二區域； 之後，製作一導電層44在反射板42上及第二區域上（步 驟S309 );接著在該導電層44上塗佈第二偏光層46 (步驟 S311 )，之後，製作複數個微型結構支撐牆52，係設置於該第 一軟性基板30及該第二軟性基板4〇之間（步驟S313)。微型結 構牆52之製作係可為黃光製程、壓印（m〇lding，emb〇ssing， __ casting， Printing coating)或光聚合相分離 (photo-induced phase separation)製程；接著，注入複數個 液晶形成一液晶層（S314);最後，於此液晶顯示結構之一侧設 ，置一軟性結構光源54於第二軟性基板40之外側（步驟S315 )。 上述於第二軟性基板40上反射板42形成之第一區域係 作為此結構之反射區域48,而導電層44於非反射板42上之第 二區域則作為一穿透區域50。該導電層44係為一透明電極。 該透明電極之材料係可為ITO(indium tin oxide)、亞乙基二 氧硫代紛（Poly-3, 4-Ethylenedioxythiophene ; PED0T)或奈米 石反管（Carbon Nanotube)。該反射板係可以錢鐘、塗佈或壓印 9 1281564 方式形成者。該反射板之材料係可為鋁、硫酸鋇或二氧化鈦。 值得一提的是，本發明之軟性半反射半穿透液晶顯示器 裝置係可操作於主動和被動模式，若應用在主動模式下，其TFT - 可設計在反射板下以提高開口率。 、 第四圖所示為本發明之軟性半反射半穿透液晶顯示器裝 置之亮狀態示意圖，此圖示係當未施加電壓（voltage of f)時， 反射區48中外界光源經由第一偏光層34後（假設第一偏光層 34吸收S偏振）只剩P偏振進入液晶層，經液晶層將偏振旋為 S偏振後通過第二偏光層46(假設第二偏光層46吸收P偏振） •••及反射板42反射後再回到液晶層，經液晶層再次將s偏振旋 回P偏振後’偏振光將通過第一偏光層34，此為亮狀態，在穿 透區域50，軟性結構光源經第二偏光層46以S偏振入射液晶 層，經液晶層將偏振旋為P偏振後通過第一偏光層34，因此與 反射區同為亮狀態。若如第四圖所述之結構，當施加電壓 (voltage on)時，此時液晶層對光偏振並不作用，是故反射與 穿透區同為第五圖所示之暗狀態。基於此元件的工作原理，第 一偏光層34並不需要侷限置於彩色濾光層32及導電層44, •^間，其可置於第一軟性基板30的任一側及任一層，而第二偏 光層46必須置於反射板42的上方但不需要侷限置於導電層44 的上方或下方。 • 如上所述’本發明係搭配軟性元件技術和偏光層塗佈技 • 術，即可在單一晶胞間隙下完成半反射半穿透顯示技術之需 求，搭配複數個微型結構支撙牆，以使顯示器在撓曲使用下可 維持固定的間隙，確保了影像品質在撓曲使用下不變，其製程 並具有連續性製程的相容性（r〇u —t〇_r〇u compatible)，因 此可以達成大量生產和降低成本，而其可撓曲特性將可拓展產 品應用範圍。 1281564 習4去t 糟上述所揭露之技術，提供—種迥然不同於 ’堪能提高整體之使用價值，又其中請前未見於 ”開使用’誠已符合發明專利之要件，爰依法提出發明 專利申睛。 惟’上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之實施例而 已，凡精于此項技藝者當可依據上述之說明作其他種種之改 良，而這些改變仍屬於本發明之發明精神及以下界定之專利 圍中。 巳

【圖式簡單說明】 第一 Α圖係為習知技術塗佈具有偏光片效果之薄晶膜第 一實施例結構示意圖； 第一 B圖係為習知技術塗佈具有液晶偏光結構之薄晶膜 第二實施例結構示意圖； 第二圖係為本發明之軟性半反射半穿透液晶顯示器裝置 之結構示意圖； 第三圖係為本發明之軟性半反射半穿透液晶顯示器裝置 製程步驟示意圖； 第四圖係為本發明之軟性半反射半穿透液晶顯示器裝置 之亮狀態示意圖；及 第五圖係為本發明之軟性半反射半穿透液晶顧示器裝置 之暗狀態示意圖。 【主要元件符號說明】 薄晶膜 1〇 導電層 12 彩色濾光層 14、32 有機層 16 11 1281564 ·· 信號線層 18 第一軟性基板 30 第一偏光層 34 第二偏光層 46 第二軟性基板 40 反射板 42 導電層 44，44, 反射區域 48 穿透區域 50 微型結構支撐牆 52 軟性結構光源 54 12

Claims (1)

1. R81564 十、申請專利範圍： h —讎性半反射半穿透液晶顯示ϋ之裝置，包括 且该第一軟性基板與該第二軟 一第一軟性基板與—第二軟性基板， 性基板之間形成一空間； -反射板，係形成於該第二軟性基板内表面上； 一第一偏光層，係塗佈於該第一軟性基板上； -第二偏光層’係塗佈於該第二軟性基板之反射板上側； 一導電層’係塗佈於該第—及第二軟性基板上； 複數錄龍構支撐牆，係形成於該第—軟性基板及該第二軟性基 板之間； 複數個液晶以形成-液晶層，其係形成於該第一軟性基板及該第二 軟性基板之間；及 一軟性結構統，係設置於該第二軟性基板之外侧。 2·如申請專利範圍第1項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之裝置，更 包各*色濾光層’其射置於該軟性基板之内側，即可構成一彩色半 反射半穿透軟性液晶顯示器。 3·如申请專利fc圍第1項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之裝置，其 中该第-偏光層可置於該第一軟性基板的一側或一層中，而該第二偏光 層置於該反射板的上方。 4·如申請專繼圍第1項輯之軟性半反射半穿透液晶顯示器之裳置，其 中該軟性透明基板之材料係可為聚對苯二甲酸乙二__(pET)、聚驗楓 (PES)或環烯烴共聚物(MCOC)。 13 1281564 5·如申請專利範圍第丨項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之事置，里 中該^射板係於該第二軟性基板上形成一反射區域，而非反射區域則形 成一穿透區域。 6. 如申§t專利範圍幻項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之裳置，其 中該反射板之材·可為㉟、硫咖或二氧化鈦。 ” 7. 如申請翻範項所述之紐半反射半穿透液晶顯㈣之襄置，其 中該偏光層之材料係可為圓盤狀溶致型二向色染料或桿狀溶致型二向 色染料。 顯示器之裝置，其 而該透明電極之材料係可為IT〇、亞乙基二 8.如申料纖_酬述之軟料反射半穿透液晶 中該導電層為一透明電極， 氧硫代酚(PEDOT)或奈米碳管 9.

   10. 11. 12. 申η月專利補fl項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之裝置，其 中雜複數個微型結構支樓牆係可為非封閉型或封閉型，其結構係可為任何幾何形狀，如—字形、十字形、三叉形、矩形、圓形或蜂窩形等。 申明專利關第丨項所述之軟性半反射半穿透液晶齡器之裝置，其 該敕性結構光源可㈣置_軟性直下㈣光模組或—側光源加一軟 導光板於第二軟性基板外側。 其如申請專概項所述之概半反料穿透液晶顯示社裝置，㈣如4直下型背光模組可為有機發光二極體、高分子有機發光二極 k、電激發光或微放電。 如申請專利範圍_所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之装置，其 14 •1281564 中該顯示器之驅動方式係可為主動模式或被動模式，其中該主動陣列元 件或該被動電極層係可製作在該第二軟性基板。 13.種权性半反射半穿透液晶顯示器之製程方法，其步驟包括·· 提供一第一軟性基板及一第二軟性基板； 塗佈一第一偏光層於該第一軟性基板上； 製作一導電層於該第一軟性基板上； 製作一反射板於該第二軟性基板的反射區域上； 製作一導電層於該第二軟性基板上； 塗佈一第二偏光層於該第二軟性基板上； 製作複數個微麵構支撐牆於該第—軟性基板及該第二軟性基板 之間； 注入複數個液晶形成-液晶層於該第一軟性基板及該第二軟性基 板之間；及 設置一軟性結構光源於第二軟性基板之外側。 14·如申請專利範圍第13項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之製程方 法’更可製作-彩色濾光層’係、可置於該軟性基板之 々， 1『構成彩 色半反射半穿透軟性液晶顯示器。 15. 如申請專利範圍第14項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器 、 、衣程方 法’其中該彩色濾、光層係可以黃絲成或噴墨（inkjet)方式製作。 16. 如申請專利範圍第13項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示^制 、 〇〇之4程方 法’其中該偏光層係可以塗佈方式形成者。 15 1281564 17·如申請專利範圍第13項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之製程方 法，其中該透明電極可以濺鍍、印刷或噴墨方式形成者。 I8·如申請專利範圍第13項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之製程方 法，其中該微型結構支撐牆之製程係可為黃光製程、壓印或光聚合相分 離方式形成者。 •如申請專利範圍第13項所述之軟性半反射半穿透液晶顯示器之製程方

   去’其中當操作於主動模式下，其TFT係可製作在該反射板下，以提高 開口率。 16